一种液化天然气铁路罐车 |
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| 申请号 | CN201410641706.6 | 申请日 | 2014-11-13 | 公开(公告)号 | CN104386374B | 公开(公告)日 | 2017-11-24 |
| 申请人 | 中国铁路总公司; 中车西安车辆有限公司; | 发明人 | 李照明; 郭小峰; 郑继承; 范俊芳; 王伟; 祁扬; 吕玉峰; 兰丽华; 刘向东; 梁普; 赵宏刚; 张瑞秋; 王文涛; 拜雪玲; 晏诚; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及了一种 液化 天然气 铁 路 罐车 ，包括操作间和底架，底架一端为一位端，另一端为二位端或尾端；操作间设置在底架上靠近二位端处，还包括能够承受铁路运输过程中的冲击 载荷 和疲劳载荷的罐体、可在铁路罐车两侧装卸 液化天然气 的加排系统；罐体固定设置在底架上，加排系统设置在操作间内部。该液化天然气铁路罐车解决了液化天然气介质没有铁路运输装备的现实，实现液化天然气介质通过铁路大批量、长距离安全可靠的运输，解决国内液化天然气 能源 运输的问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种液化天然气铁路罐车，包括操作间、底架和能够承受铁路运输过程中的冲击载荷和疲劳载荷的罐体，底架一端为一位端，另一端为二位端或尾端；所述操作间设置在底架上靠近二位端处，所述罐体固定设置在底架上，其特征在于：还包括可在铁路罐车两侧装卸液化天然气的加排系统；所述加排系统设置在操作间内部； |
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| 说明书全文 | 一种液化天然气铁路罐车技术领域背景技术[0002] 用于贮运液化天然气的公路或水路运输设备已得到应用，这些液化天然气运输设备例如液化天然气半挂车、液化天然气罐式集装箱等，但在铁路运输领域尚无应用。由于铁路运输工况和公路或水路的运输工况有很大的不同，其在运输过程中通常由具有押运管理功能的铁路罐车和无押运管理功能的铁路罐车编为一组进行运输，所以，液化天然气铁路罐车除需要满足运输介质的理化特性要求以外，还需满足铁路运输过程中的走行、制动、连挂、加排及押运管理等特殊要求。 发明内容[0003] 本发明提供一种液化天然气铁路罐车，主要解决了背景技术中存在的问题，解决液化天然气介质没有铁路运输装备的现实，实现液化天然气介质通过铁路大批量、长距离安全可靠的运输，解决国内液化天然气能源运输的问题。 [0004] 本发明的技术方案： [0005] 该液化天然气铁路罐车，包括操作间和底架，底架一端为一位端，另一端为二位端或尾端；上述操作间设置在底架上靠近二位端处，包括能够承受铁路运输过程中的冲击载荷和疲劳载荷的罐体、可在铁路罐车两端装卸液化天然气的加排系统；上述罐体固定设置在底架上，上述加排系统设置在操作间内部。 [0006] 上述罐体包括外罐体，设置在外罐体内的内罐体，设置在内、外罐体之间的支撑结构； [0007] 上述支撑结构包括滑动支撑装置以及轴向连接装置； [0008] 上述滑动支撑装置包括沿着罐体的轴向布置的第一滑动支撑组件和第二滑动支撑组件，其中，第一滑动支撑组件可沿着轴向滑动，第二滑动支撑组件可沿着轴向和周向滑动； [0010] 上述支撑座上设有轴向凹槽，支撑盖上均设有圆形凹槽；所述玻璃钢支撑两端分别卡装在支撑座的凹槽以及支撑盖的凹槽内；所述玻璃钢支撑可沿着轴向移动； [0011] 上述第二滑动支撑组件结构与第一滑动支撑组件相同；所述第二滑动支撑组件中的支撑座为平面，支撑盖上均开设有圆形凹槽；所述第二滑动支撑组件中的玻璃钢支撑可沿着轴向和周向移动； [0012] 上述轴向连接装置布置方向沿着罐体的轴向；上述轴向连接装置包括拉杆、第一拉杆固定座以及第二拉杆固定座；上述拉杆一端穿过内罐体封头并延伸至内罐体内，另一端穿过外罐体封头并延伸出外部空间； [0013] 上述拉杆伸入内罐体的部分与第一拉杆固定座连接； [0014] 上述拉杆伸出外罐体的部分与第二拉杆固定座连接； [0015] 上述第一拉杆固定座固定安装在内罐体的内壁上；上述第二拉杆固定座固定安装在外罐体的外壁上。 [0017] 上述液相管路包括顶部液相管路和底部液相管路； [0018] 上述顶部液相管路包括第一顶部液相管路、第二顶部液相管路、第三顶部液相管路；上述第一顶部液相管路一端与罐体底部固定连接，上述第一顶部液相管路另一端与三通的第一端口通过单向阀连接；上述第二、三顶部液相管路一端分别与三通的第二、三端口通过截止阀连接；上述第二、三顶部液相管路的另一端与地面固定装卸设施连接； [0019] 上述底部液相管路包括第一底部液相管路、第二底部液相管路、第三底部液相管路；上述第一底部液相管路一端与罐体底部固定连接，上述第一底部液相管路另一端与三通的第一端口通过紧急切断阀连接；上述第二、三底部液相管路一端分别与三通的第二、三端口通过截止阀连接，上述第二底部液相管路的另一端与第二顶部液相管路上截止阀连接，上述第三底部液相管路另一端固定连接到第三顶部液相管路； [0020] 上述气相管路包括第一气相管路、第二气相管路、第三气相管路；上述第一气相管路一端与罐体底部固定连接，上述第一气相管路另一端与三通的第一端口通过紧急切断阀连接；上述第二、三气相管路一端分别与三通的第二、三端口通过截止阀连接；上述第二、三气相管路的另一端与地面固定装卸设施连接； [0021] 上述增压管路包括第一增压管路、第二增压管路、第三增压管路；上述第一增压管路一端与罐体底部固定连接，上述第一增压管路另一端与三通的第一端口通过紧急切断阀连接；上述第二、三增压管路一端分别与三通的第二、三端口通过截止阀连接；上述第二、三增压管路的另一端与地面固定装卸设施连接； [0022] 上述远程控制管路通过控制紧急切断阀实现远程控制。 [0023] 上述罐体采用真空多层缠绕绝热双层罐体结构。 [0024] 上述第一滑动支撑组件沿着罐体的圆周方向均匀布置有多个；上述第二滑动支撑组件沿着罐体的圆周方向均匀布置有多个； [0025] 上述第一拉杆固定座包括固定件、球形连接件、保护罩；上述固定件的一端与内罐体的外壁固定连接，另一端与球形连接件固定连接；上述保护罩套装在球形座的外部； [0026] 上述第二拉杆固定座的结构与第一拉杆固定座的结构相同；上述拉杆的一端穿过第一拉杆固定座上的固定件与第一拉杆固定座内上球形连接件连接，拉杆的另一端穿过第二拉杆固定座上的固定件与第二拉杆固定座上的球形连接件连接； [0027] 上述球形连接件包括固定安装在固定件上的座体、安装在座体内的球体；上述球体上开设有与拉杆尺寸相适配的安装孔； [0028] 上述座体内壁上设置有绝热层； [0030] 上述固定件包括固定板、固定套筒以及加强筋板；上述固定套筒的一端与固定板固连，另一端与低温容器罐体的内罐体内壁或者外罐体外壁固连；上述加强筋板设置在固定套筒的外部并且沿着圆周方向设置有多个。 [0031] 上述加排系统同地面固定装卸设施连接是通过法兰连接。 [0032] 本发明的优点在于： [0034] 图1为本发明的液化天然气铁路罐车图； [0035] 图2为本发明液化天然气铁路罐车罐体结构简图； [0036] 图3为本发明液化天然气铁路罐车加排系统简图； [0037] 附图标记说明：1-车钩缓冲装置，2-底架装置，3-转向架，4-罐车装配，5-制动装置，6-罐与底架连接装置，7-加排系统，8-操作间，9-外罐体，10-内罐体，11-内外罐体支撑装置，12-轴向拉杆，13-支撑罩，14-外罐体补强板，21-液相管路，22-气相管路，23-增压管路，24-超压泄放管路，25-安全放散管路，26-溢流管路，27-远程控制系统，28-测量系统。 具体实施方式[0038] 以下结合附图对本发明进行详述： [0039] 该液化天然气铁路罐车，其满足运输液化天然气介质的功能要求，同时满足铁路运输管理过程中的走行、制动、钩缓及加排等特殊的要求，其载重大，约41t，安全可靠性高，可实现液化天然气通过铁路长距离、大批量、安全可靠的运输。该液化天然气铁路罐车为低温绝热式移动压力容器，采用高真空多层缠绕绝热形式。 [0040] 该液化天然气铁路罐车，包括钩缓装置、转向架、罐与底架连接装置、制动装置、操作间和底架，还包括能够承受铁路运输过程中的冲击载荷和疲劳载荷的罐体、可在铁路罐车两端装卸液化天然气的加排系统；底架一端为一位端，另一端为二位端或尾端；操作间设置在车辆二位端，上述罐体固定设置在底架上，加排系统设置在操作间内部。 [0041] 罐体： [0042] 罐体包括外罐体，设置在外罐体内的内罐体，设置在内、外罐体之间的支撑结构； [0043] 罐体采用真空多层缠绕绝热双层罐体结构； [0044] 支撑结构包括滑动支撑装置以及轴向连接装置； [0045] 滑动支撑装置包括沿着罐体的轴向布置的第一滑动支撑组件和第二滑动支撑组件，其中，第一滑动支撑组件可沿着轴向滑动，第二滑动支撑组件可沿着轴向和周向滑动； [0046] 第一滑动支撑组件包括从内罐体外壁至外罐体内壁依次连接的内罐体补强板、支撑座、玻璃钢支撑、支撑盖、外罐体补强板； [0047] 支撑座上设有轴向凹槽，支撑盖开设有圆形凹槽；玻璃钢支撑两端分别卡装在支撑座的凹槽以及支撑盖的凹槽内；玻璃钢支撑可沿着轴向移动； [0048] 第二滑动支撑组件结构与第一滑动支撑组件相同；第二滑动支撑组件中的支撑座为平面，支撑盖上设有圆形凹槽；第二滑动支撑组件中的玻璃钢支撑可沿着轴向和周向移动； [0049] 轴向连接装置布置方向沿着罐体的轴向；轴向连接装置包括拉杆、第一拉杆固定座以及第二拉杆固定座；第一拉杆一端穿过内罐体封头并延伸至内罐体内，另一端穿过外罐体封头并延伸出外部空间； [0050] 拉杆伸入内罐体的部分与第一拉杆固定座连接； [0051] 拉杆伸出外罐体的部分与第二拉杆固定座连接； [0052] 第一拉杆固定座固定安装在内罐体的内壁上；第二拉杆固定座固定安装在外罐体的外壁上。 [0053] 第一滑动支撑组件沿着罐体的圆周方向均匀布置有多个；第二滑动支撑组件沿着罐体的圆周方向均匀布置有多个； [0054] 第一拉杆固定座包括固定件、球形连接件、保护罩；固定件的一端与内罐体的外壁固定连接，另一端与球形连接件固定连接；保护罩套装在球形座的外部； [0055] 第二拉杆固定座的结构与第一拉杆固定座的结构相同；第一拉杆的一端穿过第一拉杆固定座上的固定件与第一拉杆固定座内上球形连接件连接，拉杆的另一端穿过第二拉杆固定座上的固定件与第二拉杆固定座上的球形连接件连接； [0056] 球形连接件包括固定安装在固定件上的座体、安装在座体内的球体；球体上开设有与拉杆尺寸相适配的安装孔； [0057] 座体内壁上设置有绝热层； [0058] 拉杆、球体、固定件的材质均选用奥氏体不锈钢； [0059] 固定件包括固定板、固定套筒以及加强筋板；上述固定套筒的一端与固定板固连，另一端与低温容器罐体的内罐体内壁或者外罐体外壁固连；上述加强筋板设置在固定套筒的外部并且沿着圆周方向设置有多个。 [0060] 加排系统： [0061] 加排系统包括液相管路、气相管路、增压管路、超压泄放管路、安全放散管路、溢流管路、远程控制管路和测量系统； [0062] 液相管路包括顶部液相管路和底部液相管路； [0063] 顶部液相管路包括第一顶部液相管路、第二顶部液相管路、第三顶部液相管路；第一顶部液相管路一端与罐体底部固定连接，第一顶部液相管路另一端与三通的第一端口通过单向阀连接；第二、三顶部液相管路一端分别与三通的第二、三端口通过截止阀连接；第二、三顶部液相管路的另一端与地面固定装卸设施连接； [0064] 底部液相管路包括第一底部液相管路、第二底部液相管路、第三底部液相管路；第一底部液相管路一端与罐体底部固定连接，第一底部液相管路另一端与三通的第一端口通过紧急切断阀连接；第二、三底部液相管路一端分别与三通的第二、三端口通过截止阀连接，第二底部液相管路的另一端与第二顶部液相管路上截止阀连接，第三底部液相管路另一端固定连接到第三顶部液相管路； [0065] 气相管路包括第一气相管路、第二气相管路、第三气相管路；第一气相管路一端与罐体底部固定连接，第一气相管路另一端与三通的第一端口通过紧急切断阀连接；第二、三气相管路一端分别与三通的第二、三端口通过截止阀连接；第二、三气相管路的另一端与地面固定装卸设施连接； [0066] 增压管路包括第一增压管路、第二增压管路、第三增压管路；第一增压管路一端与罐体底部固定连接，第一增压管路另一端与三通的第一端口通过紧急切断阀连接；第二、三增压管路一端分别与三通的第二、三端口通过截止阀连接；第二、三增压管路的另一端与地面固定装卸设施连接； [0067] 远程控制管路通过控制紧急切断阀实现远程控制。 [0068] 加排装置同地面固定装卸设施连接是通过法兰连接。 [0069] 罐与底架连接装置： [0070] 罐与底架连接装置采用压板连接装置，满足液化天然气铁路罐车使用过程中各种工况下罐体装配与底架装置的连接要求。 [0071] 底架： [0072] 底架采用有中梁结构，满足铁路罐车运输过程不同方向载荷的传递的要求。 [0073] 制动装置： [0074] 制动装置采用铁路主管部门允许现行有效的制动技术，满足液化天然气铁路罐车行走及制动的要求。 [0075] 钩缓装置、转向架： [0076] 钩缓装置、转向架采用现行铁路运输管理要求的型式及结构，满足液化天然气铁路罐车走行与连挂的要求。 [0077] 操作间： [0078] 操作间满足液化天然气铁路罐车加排过程中人员操作的功能要求，同时具有对加排系统安全保护的功能要求。 [0079] 图1示出了根据本发明实施的液化天然气铁路罐车，供在中国铁路运输液化天然气使用，满足铁路货车通用技术要求，载重约41t。液化天然气铁路罐车主要由车钩缓冲装置1、底架装置2、转向架3、罐体装配4、制动装置5、罐与底架连接装置6、加排系统7、操作间8组成。其中操作间设置在车辆二位端，加排系统设置在车辆二位端并在操作间内部，并且加排系统满足在车辆二位端两侧装卸的功能需求。底架装配采用有中梁结构，满足铁路罐车运输过程不同方向载荷的传递的要求。罐与底架连接装置采用压板连接装置，满足液化天然气铁路罐车使用过程中各种工况下罐体装配与底架装置的连接要求。制动装置采用铁路主管部门允许现行有效的制动技术，满足液化天然气铁路罐车行走及制动的要求。车钩缓冲装置、转向架采用现行铁路运输管理要求的型式及结构，满足液化天然气铁路罐车走行与连挂的要求。 [0080] 图2示出了根据本发明实施的液化天然气铁路罐车的罐体装配，其采用真空多层缠绕绝热双层罐体结构，由外罐体装配9、内罐体装配10、内外罐体支撑装置11、真空夹层缠绕及吸附装置等组成。其中内罐体装配为承压容器，主体材质为奥氏体不锈钢，满足液化天然气介质的运输特性要求。外罐体装配为承压容器，主体材质为低合金钢，满足密封真空夹层及传递运动载荷的功能要求。内外罐体支撑装置11采用可靠的、热阻大的材料及结构，不仅满足运输过程中内外罐体之间的载荷传递要求，同时具有良好的绝热性能。真空夹层缠绕及吸附装置主要功能为绝热及维持内外罐体之间真空夹层的真空度。 [0081] 图3示出了根据本发明实施的液化天然气铁路罐车的加排系统，其满足液化天然气介质在不同方位的装卸的功能要求。加排系统主要由液相管路21、气相管路22、增压管路23、超压泄放管路24、安全放散管路25、溢流管路26、远程控制系统27、测量系统28等组成。 其中液相管路、气相管路、增压管路分别设有两路装卸口，满足液化天然气铁路罐车二位端车体两侧不同的装卸需求。 |
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